(57)【要約】【課題】ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避或いは抑制しつつ、ＥＧＲと同様の手法で燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることが可能な内燃機関の排気利用システムを提供する。【解決手段】排気利用システム１Ａは車両１００に搭載される内燃機関５０および燃料電池４１と、内燃機関５０の燃焼室に供給する吸気を流通させる吸気系１０Ａと、吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給する排気供給装置６０Ａとを備える。燃料電池４１は具体的には固体酸化物形燃料電池となっている。車両１００は例えばアイドルストップを行う車両や内燃機関５０と内燃機関５０以外の動力装置を動力源とするハイブリッド車両とすることができる。【選択図】図１
2013189880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される内燃機関および燃料電池と、
前記内燃機関の燃焼室に供給する吸気を流通させる吸気経路部と、
前記吸気経路部に前記燃料電池の排気を供給する供給経路部とを備える内燃機関の排気利用システム。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の排気利用システムであって、
前記内燃機関の燃焼室から排出される排気を流通させる排気経路部と、
前記排気経路部から前記吸気経路部に排気を還流させる還流経路部と、
前記還流経路部を流通する排気および前記燃料電池の排気のうち、少なくともいずれか一方と、前記燃料電池に供給する給気との間で熱交換を行う熱交換器とをさらに備える内燃機関の排気利用システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の排気利用システムであって、
前記燃料電池が固体酸化物形燃料電池である内燃機関の排気利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気利用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載される内燃機関では運転状態が様々に変化するところ、ＥＧＲ（排気再循環）を行うことで例えば燃焼を改善し、これにより排気を改善できることが知られている。また、ＥＧＲを行うことでポンピングロスを低減し、これにより燃費を改善できることが知られている。一方、ＥＧＲを行う際に排気を還流させる還流通路では排気に含まれる水分が凝縮し、さらに排気に含まれるＮＯｘやＳＯｘが凝縮水に溶け込むことで強酸を形成する結果、腐食が発生することがある。
【０００３】
この点、特許文献１ではＥＧＲガスが冷却されることで生じる凝縮水を貯留する凝縮水貯留手段と、凝縮水貯留手段に貯留された凝縮水を浄化するとともに、浄化された凝縮水を外部に排出する凝縮水浄化排出手段とを備える内燃機関のＥＧＲ装置が開示されている。この内燃機関のＥＧＲ装置はこれにより凝縮水をより好適に処理するところ、この内燃機関のＥＧＲ装置によれば貯留および排出する凝縮水の分、腐食の発生も抑制できると考えられる。
【０００４】
特許文献２ではＳＯ３の量を調整することにより、排気に含まれるＳＯ３の凝縮およびこれに伴う腐食を低減する内燃機関が開示されている。特許文献３では排気再循環装置内での凝縮水の蒸発が促進される促進状態であるか否かを判定するとともに、促進状態である旨判定されるまで自動停止制御を禁止することで、排気再循環装置の腐食を抑制する内燃機関の制御装置が開示されている。特許文献４では内燃機関のイグニッションスイッチがオフとなった後に、ＥＧＲ通路を通じて排気通路の排気を吸気通路に還流させる状態でアイドル運転を所定期間実行した後に内燃機関を停止し、これにより排気還流通路の腐食を抑制する内燃機関の制御装置が開示されている。
【０００５】
このほか、本発明と関連性があると考えられる技術として排気系に２次空気を供給する２次空気配管と、吸気系にＥＧＲガスを供給するＥＧＲ配管とのうち、一方を内側、他方を外側とする２重管構造にし、これにより機関の冷機時に２次空気を暖めるとともにＥＧＲガスを冷却する内燃機関の排気浄化装置が特許文献５で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１５４７９５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５５４６２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２１５７４号公報
【特許文献４】特開２００９−２５００４１号公報
【特許文献５】特開２００６−７０８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＥＧＲを行う場合、上述したように排気改善や燃費改善を図ることができる一方で、腐食の発生が懸念される。特に近年ではアイドルストップを行う車両や、内燃機関とその他の動力装置とを動力源とするハイブリッド車両の普及が拡大しているところ、これらの車両では運転中に内燃機関が頻繁に停止することになる。このため、これらの車両ではＥＧＲを行うと、内燃機関停止中に冷却が進む結果、凝縮水が発生および滞留し易くなることで、腐食が発生する虞も特に高くなる。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑み、ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避或いは抑制しつつ、ＥＧＲと同様の手法で燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることが可能な内燃機関の排気利用システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は車両に搭載される内燃機関および燃料電池と、前記内燃機関の燃焼室に供給する吸気を流通させる吸気経路部と、前記吸気経路部に前記燃料電池の排気を供給する供給経路部とを備える内燃機関の排気利用システムである。
【００１０】
本発明は前記内燃機関の燃焼室から排出される排気を流通させる排気経路部と、前記排気経路部から前記吸気経路部に排気を還流させる還流経路部と、前記還流経路部を流通する排気および前記燃料電池の排気のうち、少なくともいずれか一方と、前記燃料電池に供給する給気との間で熱交換を行う熱交換器とをさらに備える構成とすることができる。
【００１１】
本発明は前記燃料電池が固体酸化物形燃料電池である構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避或いは抑制しつつ、ＥＧＲと同様の手法で燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の概略構成図である。
【図２】実施例１の制御動作をフローチャートで示す図である。
【図３】燃料電池出力増加のサブルーチンを示す図である。
【図４】実施例１の第１の変形例を示す図である。
【図５】実施例１の第２の変形例を示す図である。
【図６】実施例１の第３の変形例を示す図である。
【図７】実施例１の第４の変形例を示す図である。
【図８】サブルーチンの変形例を示す図である。
【図９】実施例２の概略構成図である。
【図１０】実施例２の第１の変形例を示す図である。
【図１１】実施例２の第２の変形例を示す図である。
【図１２】実施例２の第３の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を用いて、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は内燃機関の排気利用システム（以下、排気利用システムと称す）１Ａの概略構成図である。排気利用システム１Ａは吸気系１０Ａと排気系２０Ａと過給機３０と発電装置４０Ａと内燃機関５０とＥＣＵ９０Ａとを備えている。排気利用システム１Ａは車両１００に搭載されている。車両１００は例えば走行停止時に内燃機関５０の運転を自動停止する車両（アイドルストップを行う車両）とすることができる。また、例えば内燃機関５０と内燃機関５０以外の動力装置（例えば回生モータ）を動力源とするハイブリッド車両とすることができる。内燃機関５０は例えば火花点火式の内燃機関であってもよく、圧縮着火式の内燃機関であってもよい。
【００１６】
吸気系１０Ａは内燃機関５０に接続されており、内燃機関５０の燃焼室に供給する吸気を流通させる。吸気系１０Ａは内燃機関５０の吸気経路を構成する複数の通路部材で構成された吸気管１１Ａを備えるほか、例えば吸気を冷却するインタークーラ１２や吸気の流量を調節するスロットルバルブ１３を備えている。吸気系１０Ａは吸気経路部に相当する。吸気経路部はさらに例えば内燃機関５０の燃焼室に開口する吸気ポートを含む構成として把握されてもよい。
【００１７】
排気系２０Ａは内燃機関５０に接続されており、内燃機関５０の燃焼室から排出される排気を流通させる。排気系２０Ａは内燃機関５０の排気経路を構成する複数の通路部材で構成された排気管２１Ａのほか、例えば排気を浄化する触媒２２を備えている。排気系２０Ａは排気経路部に相当する。排気経路部はさらに例えば内燃機関５０の燃焼室に開口する排気ポートを含む構成として把握されてもよい。
【００１８】
過給機３０は排気駆動式の過給機であり、コンプレッサ部３１とタービン部３２と回転軸３３と第１のバイパス通路部３４とＡＢＶ（エアバイパスバルブ）３５と第２のバイパス通路部３６とＷＧＶ（ウェストゲートバルブ）３７とを備えている。コンプレッサ部３１は吸気系１０Ａに設けられており、タービン部３２は排気系２０Ａに設けられている。コンプレッサ部３１は吸気系１０Ａの一部を構成しており、タービン部３２は排気系２０Ａの一部を構成している。
【００１９】
この点、排気利用システム１Ａでは過給機３０を備えることで、吸気系１０Ａが過給機３０と共有するかたちでコンプレッサ部３１をさらに有して構成されるとともに、排気系２０Ａが過給機３０と共有するかたちでタービン部３２をさらに有して構成されている。そして、吸気系１０Ａではコンプレッサ部３１の下流側にインタークーラ１２が、インタークーラ１２の下流側にスロットル弁１３がそれぞれ設けられている。また、排気系２０Ａではタービン部３２の下流側に触媒２２が設けられている。
【００２０】
コンプレッサ部３１は内蔵するコンプレッサホイールによって吸気を圧縮させる。タービン部３２は内蔵するタービンホイールを排気によって回転させる。この点、コンプレッサホイールとタービンホイールとは回転軸３３を介して互いに連結されている。このため、コンプレッサホイールは具体的にはタービンホイールの回転に応じて回転することで吸気の圧縮を行う。そしてこれにより、過給機３０は排気エネルギを利用した過給を行う。
【００２１】
第１のバイパス通路部３４は吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも上流側の部分と下流側の部分とを接続することで、コンプレッサ部３１をバイパスするように設けられている。ＡＢＶ３５は第１のバイパス通路部３４に設けられている。この点、吸気系１０Ａは第１のバイパス通路部３４とＡＢＶ３５とを過給機３０と共有するかたちでさらに有して構成されている。ＡＢＶ３５は開弁時にコンプレッサ部３１を流通した吸気の一部をコンプレッサ部３１よりも上流側に戻す。そしてこれにより、過給圧が過大になることを防止できる。ＡＢＶ３５は具体的には流量調節弁となっている。
【００２２】
第２のバイパス通路部３６は排気系２０Ａのうち、タービン部３２よりも上流側の部分と下流側の部分とを接続することで、タービン部３２をバイパスするように設けられている。ＷＧＶ３７は第２のバイパス通路部３６に設けられている。この点、排気系２０Ａは第２のバイパス通路部３６とＷＧＶ３７とを過給機３０と共有するかたちでさらに有して構成されている。ＷＧＶ３７は開弁時にタービン部３２を流通しようとする排気の一部をタービン部３２よりも下流側に迂回させる。そしてこれにより、過給圧の上昇を抑制することができる。ＷＧＶ３７は具体的には流量調節弁となっている。
【００２３】
発電装置４０Ａは燃料電池４１と燃料供給装置４２と燃料供給配管４３と空気供給配管４４Ａと空気量調節弁４５と電池排気管４６Ａと改質器４７と排気量調節弁４８Ａと冷却器４９Ａとを備えている。発電装置４０Ａは例えば内燃機関５０の動力で駆動および発電するオルタネータの代わりに車両１００に設けることができる。燃料電池４１はアノードである燃料極とカソードである空気極と電解質からなるセルとを連結した構造を有し、燃料と空気との電気化学反応によって発電する。電解質にはセラミックスである酸化物イオン誘電体を用いることができる。この点、燃料電池４１は具体的には固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣと称す）となっている。
【００２４】
燃料供給装置４２は燃料電池４１に燃料を供給する。燃料供給配管４３は燃料電池４１と燃料供給装置４２とを接続する。この点、ＳＯＦＣである燃料電池４１は比較的高温（例えば８００℃から１０００℃程度）で作動することから、この性質を利用して燃料を改質できるようになっている。このため、燃料電池４１には燃料供給配管４３を介して燃料供給装置４２から燃料がそのまま供給されるようになっている。
【００２５】
燃料供給配管４３はさらに燃料供給装置４２と内燃機関５０とを接続する。したがって、燃料供給装置４２は具体的には燃料電池４１と内燃機関５０とに共通の燃料供給装置となっている。このため、燃料供給装置４２は具体的には燃料電池４１に内燃機関５０と共通の燃料を供給するようになっている。燃料供給配管４３は燃料電池４１、さらには内燃機関５０への燃料供給経路を構成する複数の通路部材で構成されていてよい。
【００２６】
空気供給配管４４Ａは燃料電池４１に空気を供給する。この点、空気供給配管４４Ａは具体的には吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも下流側の部分と燃料電池４１とを接続するように設けられており、コンプレッサ部３１が圧縮した空気を燃料電池４１に供給する。空気供給配管４４Ａはさらに具体的には吸気系１０Ａ側において吸気系１０Ａのうち、スロットルバルブ１３よりも上流側の部分、さらにはインタークーラ１２よりも上流側の部分に接続されている。空気量調節弁４５は空気供給配管４４Ａに設けられており、燃料電池４１に供給する空気の流量を調節する流量調節弁となっている。空気供給配管４４Ａは燃料電池４１への空気供給経路を構成する複数の通路部材で構成されていてよい。
【００２７】
電池排気管４６Ａは燃料電池４１の排気を流通させる。電池排気管４６Ａは具体的にはメイン配管４６ａＡと、メイン配管４６ａＡから分岐した分岐配管４６ｂＡとを備えており、メイン配管４６ａＡで排気系２０Ａと接続することで、燃料電池４１と排気系２０Ａとを接続する。また、分岐配管４６ｂＡで吸気系１０Ａと接続することで、燃料電池４１と吸気系１０Ａとを接続する。分岐配管４６ｂＡは具体的には吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも下流側の部分に接続されている。この部分はさらに具体的にはスロットルバルブ１３よりも下流側の部分となっている。
【００２８】
改質器４７は電池排気管４６Ａに設けられており、燃料電池４１が排出する排気の成分を調整する。改質器４７は具体的にはメイン配管４６ａＡのうち、分岐配管４６ｂＡが分岐する前の部分に設けられている。排気量調節弁４８Ａは分岐配管４６ｂＡに設けられており、吸気系１０Ａに供給する燃料電池４１の排気の流量を調節する流量調節弁となっている。冷却器４９Ａは分岐配管４６ｂＡに設けられており、吸気系１０Ａに供給する燃料電池４１の排気を冷却する。冷却器４９Ａは具体的には分岐配管４６ｂＡのうち、排気量調節弁４８Ａよりも下流側の部分に設けられている。また、吸気系１０Ａに供給する燃料電池４１の排気と外部空気との間で熱交換を行うことで、燃料電池４１の排気を冷却する。電池排気管４６Ａは燃料電池４１の排気経路を構成する複数の通路部材を有して構成されていてよい。
【００２９】
分岐配管４６ｂＡは排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａとともに吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給する排気供給装置６０Ａを構成する。この点、排気供給装置６０Ａは一般的なＥＧＲ装置と同様の構成となっている。したがって、排気供給装置６０Ａは吸気系１０Ａと排気系２０Ａを接続する代わりに、吸気系１０Ａとメイン配管４６ａＡを接続するようにＥＧＲ装置を設けたものと捉えることもできる。
【００３０】
この点、排気供給装置６０Ａは分岐配管４６ｂＡが吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも下流側の部分に接続されることで、過給機３０付きの内燃機関５０でＥＧＲを行う場合のＨＰＬ（ハイプレッシャループ）仕様のＥＧＲ装置と同様の接続で吸気系１０Ａに接続されている。本実施例では排気供給装置６０Ａが供給経路部に相当する。供給経路部は例えばさらにメイン配管４６ａＡのうち、分岐配管４６ｂＡが分岐する前の部分を含む構成として把握されてもよい。
【００３１】
ＥＣＵ９０Ａは電子制御装置であり、ＥＣＵ９０Ａにはスロットルバルブ１３やＡＢＶ３５やＷＧＶ３７や燃料供給装置４２や空気量調節弁４５や排気量調節弁４８Ａが制御対象として電気的に接続されている。また、内燃機関５０の運転状態を検出可能なセンサ群５５Ａがセンサ・スイッチ類として電気的に接続されている。
【００３２】
センサ群５５Ａは例えば内燃機関５０の吸入空気量を計測可能なエアフロメータや、スロットルバルブ１３の開度を検出可能なスロットル開度センサや、車両１００が備えるアクセルペダルの開度を検出可能なアクセル開度センサや、内燃機関５０の回転数を検出可能なクランク角センサや、吸気系１０Ａのうち、スロットルバルブ１３の下流側で吸気圧を検出可能な圧力センサや、吸気系１０Ａのうち、スロットルバルブ１３の下流側で吸気温を検出可能な温度センサを含む。また、ＡＢＶ３５、ＷＧＶ３７、空気量調節弁４５および排気量調節弁４８Ａの開度を検出可能な各開度センサを含む。
【００３３】
ＥＣＵ９０ＡではＣＰＵがＲＯＭに格納されたプログラムに基づき、必要に応じてＲＡＭの一時記憶領域を利用しつつ処理を実行することで各種の機能部が実現される。この点、ＥＣＵ９０Ａは例えば以下に示す制御部が機能的に実現される。
【００３４】
制御部は排気導入要求があった場合に開弁度合いが所定の度合いだけ大きくなるように排気量調節弁４８Ａを開弁するとともに、供給される排気の量（実排気量）が要求排気量を満たしていない場合に排気量調節弁４８Ａの開弁度合いを大きくする。制御部はさらに実排気量が要求排気量を満たしておらず、且つ排気量調節弁４８Ａが全開である場合に、燃料電池４１の出力を高める。この点、制御部は具体的にはＷＧＶ３７の開弁度合いを小さくするとともに、ＷＧＶ３７における開弁度合いの減少量に応じて、空気量調節弁４５の開弁度合いを大きくする。また、空気量調節弁４５における開弁度合いの増大量に応じて、燃料電池４１に供給する燃料を増量するように燃料供給装置４２を制御する。
【００３５】
次にＥＣＵ９０Ａの制御動作を図２に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ９０Ａは排気導入要求があるか否かを判定する（ステップＳ１）。そして、否定判定であれば本フローチャートを一旦終了し、肯定判定であれば排気量調節弁４８Ａを開弁する（ステップＳ２）。ステップＳ２でＥＣＵ９０Ａは具体的には開弁度合いが所定の度合いだけ大きくなるように排気量調節弁４８Ａを開弁する。続いてＥＣＵ９０Ａは実排気量が要求排気量を満足しているか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００３６】
この点、排気導入要求や要求排気量は例えばＥＧＲを行う場合と同じ要領で機関運転状態（例えば内燃機関５０の回転数および負荷）に応じて予め設定しておくことができる。この場合、ＥＣＵ９０ＡはステップＳ１で具体的には機関運転状態を取得するとともに、取得した機関運転状態が排気導入要求の設定領域にあるか否かを判定することで、排気導入要求があるか否かを判定できる。また、ステップＳ３では具体的には実排気量が予め設定された要求排気量のうち、取得した内燃機関５０の運転状態に対応する値よりも少ないか否かを判定できる。実排気量は例えば検出或いは把握可能な圧力や体積や温度に基づき筒内に吸入されるガス全体の量を推定するとともに、推定したガス全体の量と検出可能な新気の量とに基づき推定できる。
【００３７】
ステップＳ３で否定判定であれば、実排気量が要求排気量よりも少ないと判断される。このとき、ＥＣＵ９０Ａは排気量調節弁４８Ａが全開であるか否かを判定する（ステップＳ４）。否定判定であればステップＳ２に戻る。この点、ステップＳ２で開弁度合いが所定の度合いだけ大きくなるように排気量調節弁４８Ａを開弁するにあたり、所定の度合いは例えばステップＳ１に続くステップＳ２で開弁する場合と、ステップＳ４に続くステップＳ２で開弁する場合とで互いに異なってもよい。また、ステップＳ１に続くステップＳ２においても、例えば要求排気量に応じて互いに異なってもよい。
【００３８】
その後、ステップＳ４で肯定判定された場合には、ＥＣＵ９０Ａは燃料電池４１の出力（ＦＣ出力）を増加させる（ステップＳ５）。そしてこれにより、燃料電池４１から吸気系１０Ａに供給される排気の量を増加させる。ステップＳ５に続き、ＥＣＵ９０Ａは実排気量が要求排気量を満足しているか否かを判定する（ステップＳ６）。否定判定であればステップＳ５に戻る。
【００３９】
ステップＳ３またはステップＳ６で肯定判定であれば、要求排気量に応じた排気の量が吸気系１０Ａに供給される。そしてこれにより、内燃機関５０において燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善が図られる。ステップＳ３またはステップＳ６で肯定判定であれば、本フローチャートを一旦終了する。
【００４０】
次にステップＳ５で行われるＦＣ出力増加のサブルーチンについて図３に示すフローチャートを用いて説明する。ＥＣＵ９０ＡはＷＧＶ３７の開弁度合いを小さくする（ステップＳ１１）。そしてこれにより、過給圧を高める。ＥＣＵ９０Ａは具体的には例えばＷＧＶ３７の開弁度合いを所定の度合いだけ小さくすることができる。続いてＥＣＵ９０ＡはＷＧＶ３７における開弁度合いの減少量に応じて、吸気量調節弁４５の開弁度合いを大きくする（ステップＳ１２）。そしてこれにより、過給圧を高めた分、燃料電池４１に供給する吸気の量を増加させる。続いてＥＣＵ９０Ａは吸気量調節弁４５における開弁度合いの増大量に応じて、燃料電池４１に供給する燃料（ＦＣ燃料）を増量する（ステップＳ１３）。そしてこれにより、燃料電池４１の出力を増加させる。ステップＳ１３の後には本フローチャートを終了する。
【００４１】
次に排気利用システム１Ａの作用効果について説明する。排気利用システム１Ａは排気供給装置６０Ａを備えることで、吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給する。そしてこれにより、燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。この点、燃料電池４１の排気はＥＧＲで還流される内燃機関５０の排気とは異なり、ＮＯｘやＳＯｘを含んでいない。このため、排気利用システム１ＡはＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避しつつ、ＥＧＲと同様の手法で燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることができる。
【００４２】
この点、排気供給装置６０Ａは例えばＥＧＲ装置とすることもできるところ、排気利用システム１Ａは換言すれば、内燃機関５０の排気の代わりに燃料電池４１の排気を供給するように排気供給装置６０Ａを設けることで、ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避しつつ、ＥＧＲと同様の手法で燃焼改善による排気改善やポンピングロスの低減による燃費改善を図ることを可能にしているといえる。
【００４３】
車両１００がアイドルストップを行う車両やハイブリッド車両である場合、車両１００の運転中に内燃機関５０が頻繁に停止する。そしてこの場合には、ＥＧＲを行うと内燃機関５０停止時に冷却が進む結果、凝縮水が発生および滞留し易くなることで、腐食発生の虞が特に高くなる。このため、排気利用システム１Ａは車両１００がアイドルストップを行う車両やハイブリッド車両である場合に好適である。
【００４４】
車両１００がアイドルストップを行う車両である場合、所定の条件に応じてアイドルストップを行うことを禁止することで腐食の発生を抑制することもできる。この点、排気利用システム１Ａはアイドルストップの実行を特段禁止することなく腐食の発生を回避でき、これにより更なる燃費向上を図ることができる点でも好適である。なお、これは例えばハイブリッド車両において腐食抑制の観点から内燃機関５０の停止を禁止する場合についても同様である。
【００４５】
車両１００がアイドルストップを行う車両やハイブリッド車両である場合、内燃機関５０の再始動時にＮＯｘスパイクが発生することがある。この点、排気利用システム１Ａは内燃機関５０の再始動直後から吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給することで、内燃機関５０再始動時のＮＯｘ排出量を大幅（例えば１／１０程度）に低減することができる点でも好適である。
【００４６】
排気利用システム１Ａでは燃料電池４１がＳＯＦＣであるところ、この場合には燃料電池４１と内燃機関５０との間で燃料供給装置４２を共通にすることや、供給燃料を改質する改質器を不要にすることができる。そしてこれにより、さらに車両１００への搭載性向上やコスト低減を図ることもできる。このため、排気利用システム１Ａは燃料電池４１をＳＯＦＣとする構成であることが好適である。
【００４７】
排気利用システム１Ａでは内燃機関５０が過給機３０付きの内燃機関であるところ、この場合には過給機３０が圧縮する空気を燃料電池４１に供給することで、燃料電池４１に空気を供給するコンプレッサを不要にすることができる。そしてこれにより、さらに車両１００への搭載性向上やコスト低減を図ることもできる。このため、排気利用システム１Ａは内燃機関５０が過給機３０付きの内燃機関である場合に好適である。
【００４８】
次に排気利用システム１Ａの変形例について説明する。図４は第１の変形例である排気利用システム１ＡＡを示す図である。排気利用システム１ＡＡはＥＧＲ配管７０ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａをさらに備える点と、ＥＣＵ９０Ａの代わりにＥＣＵ９０ＡＡを備える点以外、排気利用システム１Ａと実質的に同一となっている。排気利用システム１ＡＡは排気利用システム１Ａの代わりに車両１００に搭載できる。これは後述する排気利用システム１ＡＢ、１ＡＣ、１ＡＤについても同様である。
【００４９】
ＥＧＲ配管７０Ａは排気系２０Ａと分岐配管４６ｂＡとを接続する。ＥＧＲ配管７０Ａは具体的には排気系２０Ａのうち、タービン部３２よりも上流側の部分と、分岐配管４６ｂＡのうち、冷却器４９Ａよりも上流側の部分とを接続する。この部分はさらに具体的には排気量調節弁４８Ａよりも下流側の部分となっている。このように設けられたＥＧＲ配管７０Ａは排気系２０Ａから分岐配管４６ｂＡに排気を供給することで、分岐配管４６ｂＡの一部（分岐配管４６ｂＡのうち、ＥＧＲ配管７０Ａが接続する部分よりも下流側の部分）および冷却器４９Ａを介して吸気系１０Ａに排気を還流する。
【００５０】
ＥＧＲ弁７１Ａは流量調節弁であり、ＥＧＲ配管７０Ａに設けられている。ＥＧＲ弁７１ＡはＥＧＲ配管７０Ａを流通する排気の流量を調節する。ＥＧＲ配管７０ＡとＥＧＲ弁７１Ａとは分岐配管４６ｂＡの一部と冷却器４９Ａとを排気供給装置６０Ａとの間で共有することで、ＨＰＬ（ハイプレッシャループ）仕様のＥＧＲ装置７５Ａを構成している。ＥＧＲ装置７５Ａは還流経路部に相当する。この点、供給経路部と還流経路部とは一部の構成を互いに共有する部分であってよい。ＥＧＲ配管７０Ａは内燃機関５０の排気還流経路を構成する複数の通路部材で構成されていてよい。
【００５１】
ＥＣＵ９０ＡＡはＥＧＲ弁７１Ａが制御対象としてさらに電気的に接続される点と、制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ９０Ａと実質的に同一となっている。ＥＣＵ９０ＡＡでは排気導入要求があった場合に制御部が排気量調節弁４８Ａの代わりに、排気量調節弁４８ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａのうち、少なくともいずれかを制御する。この点、排気導入要求は排気量調節弁４８Ａ、ＥＧＲ弁７１Ａそれぞれに対しＥＣＵ９０Ａの場合とは異なる条件で要求可能なように設定されていてよい。なお、燃料電池４１の出力を高める制御を行うにあたり、制御部は排気量調節弁４８ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａのうち、少なくとも排気量調節弁４８Ａを開弁している場合に当該制御を行うことができる。これらの点以外、制御部はＥＣＵ９０Ａの場合と同様に実現することができる。
【００５２】
このように構成された排気利用システム１ＡＡは排気供給装置６０Ａとの間で冷却器４９Ａを共有するＥＧＲ装置７５Ａを備えることでＥＧＲを行うこともできる。この点、排気利用システム１ＡＡは吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給することでＥＧＲを行う頻度を低減できる。さらに排気利用システム１ＡＡは燃料電池４１の排気をＥＧＲ装置７５Ａと共通の冷却器４９Ａに流通させることで、冷却器４９Ａ内を掃気することもできる。そしてこれにより、冷却器４９Ａ内で凝縮水が発生および滞留することも抑制できる。
【００５３】
このため、排気利用システム１ＡＡはＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避する代わりに、凝縮水の発生および滞留によって腐食の発生が特に懸念される冷却器４９Ａ内の腐食の発生を抑制することで、ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を好適に抑制できる。また、排気利用システム１ＡＡは排気供給装置６０ＡとＥＧＲ装置７５Ａとの間で冷却器４９Ａを共有する分、車両搭載性の向上やコスト低減を図ることもできる。排気利用システム１ＡＡはＥＧＲによって内燃機関５０の排気に含まれる未燃成分を再燃焼させることができる分、更なる排気改善を図ることもできる。
【００５４】
排気利用システム１ＡＡは具体的には燃料電池４１を内燃機関５０と同様に排気の温度が高いＳＯＦＣとすることで、冷却器４９Ａが有すべき冷却能力が内燃機関５０の排気にも適合する結果、排気供給装置６０Ａ、ＥＧＲ装置７５Ａ間で冷却器４９Ａを共有することを可能にしている。そしてこれにより、上述したように掃気によって腐食の発生を抑制することを可能にしている。このため、排気利用システム１ＡＡは具体的には燃料電池４１をＳＯＦＣとすることが、排気供給装置６０Ａとの間で冷却器４９Ａを共有するＥＧＲ装置７５Ａを備えるにあたっても好適である。
【００５５】
図５は第２の変形例である排気利用システム１ＡＢを示す図である。排気利用システム１ＡＢは発電装置４０Ａの代わりに発電装置４０Ｂを備える点と、ＥＧＲ配管７０ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａの代わりにＥＧＲ配管７０ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂを備える点と、ＥＣＵ９０ＡＡの代わりにＥＣＵ９０ＡＢを備える点以外、排気利用システム１ＡＡと実質的に同一である。発電装置４０Ｂは電池排気管４６Ａの代わりに電池排気管４６Ｂを備える点と、排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａの代わりに排気量調節弁４８Ｂおよび冷却器４９Ｂを備える点以外、発電装置４０Ａと実質的に同一である。
【００５６】
電池排気管４６Ｂはメイン配管４６ａＢと分岐配管４６ｂＢとを備えている。メイン配管４６ａＢは排気系２０Ａのうち、触媒２２よりも下流側の部分に接続されている。分岐配管４６ｂＢはメイン配管４６ａＢから分岐するとともに、吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも上流側の部分に接続されている。この部分はさらに具体的には第１のバイパス通路部３４がコンプレッサ部３１よりも上流側で吸気系１０Ａに接続する部分よりも上流側の部分となっている。排気量調節弁４８Ｂ、冷却器４９Ｂは分岐配管４６ｂＢに設けられている点以外、排気量調節弁４８Ａ、冷却器４９Ａと実質的に同一である。
【００５７】
ＥＧＲ配管７０Ｂは排気系２０Ａのうち、触媒２２よりも下流側の部分と分岐配管４６ｂＢとを接続する。ＥＧＲ配管７０Ｂは排気系２０Ａ側で具体的にはメイン配管４６ａＢが排気系２０Ａに接続する部分よりも上流側の部分に接続されている。分岐配管４６ｂＢに対するＥＧＲ配管７０Ｂの接続態様は分岐配管４６ｂＡに対するＥＧＲ配管７０Ａの接続態様と同様である。ＥＧＲ弁７１ＢはＥＧＲ配管７０Ｂに設けられている点以外、ＥＧＲ弁７１Ａと実質的に同一である。
【００５８】
ＥＣＵ９０ＡＢは排気量調節弁４８Ａの代わりに排気量調節弁４８Ｂが、ＥＧＲ弁７１Ａの代わりにＥＧＲ弁７１Ｂがそれぞれ接続される点と、制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ９０ＡＡと実質的に同一である。ＥＣＵ９０ＡＢでは排気導入要求があった場合に制御部が排気量調節弁４８ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａの代わりに、排気量調節弁４８ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂのうち、少なくともいずれかを制御する。排気導入要求は排気量調節弁４８Ｂ、ＥＧＲ弁７１Ｂそれぞれに対しＥＣＵ９０ＡＡの場合とは異なる条件で要求可能なように設定されていてよい。これらの点以外、制御部はＥＣＵ９０ＡＡの場合と同様に実現することができる。
【００５９】
このように構成された排気利用システム１ＡＢでは、分岐配管４６ｂＢが排気量調節弁４８Ｂおよび冷却器４９Ｂとともに排気供給装置６０Ｂを構成する。この点、排気供給装置６０Ｂは分岐配管４６ｂＢが吸気系１０Ａのうち、コンプレッサ部３１よりも上流側の部分に接続されることで、過給機３０付きの内燃機関５０でＥＧＲを行う場合のＬＰＬ（ロープレッシャループ）仕様のＥＧＲ装置と同様の接続で吸気系１０Ａに接続されている。また、排気利用システム１ＡＢではＥＧＲ配管７０ＢとＥＧＲ弁７１Ｂとが分岐配管４６ｂＢの一部と冷却器４９Ｂとを排気供給装置６０Ｂとの間で共有することで、ＬＰＬ仕様のＥＧＲ装置７５Ｂも構成している。
【００６０】
そしてこのように構成された排気利用システム１ＡＢでも、排気利用システム１ＡＡと同様の作用効果を得ることができる。一方、排気利用システム１ＡＢは例えばＥＧＲ配管７０ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂを特段備えない構成とすることもできる。そしてこの場合には排気利用システム１Ａと同様にＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避することができる。
【００６１】
図６は第３の変形例である排気利用システム１ＡＣを示す図である。排気利用システム１ＡＣは発電装置４０Ｂの代わりに発電装置４０Ｃを備える点と、ＥＧＲ配管７０ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂを備えていない点と、ＥＣＵ９０ＡＢの代わりにＥＣＵ９０ＡＣを備える点以外、排気利用システム１ＡＢと実質的に同一となっている。発電装置４０Ｃは電池排気管４６Ｂの代わりに電池排気管４６Ｃを備える点と、排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａをさらに備える点以外、発電装置４０Ｂと実質的に同一である。電池排気管４６Ｃは分岐配管４６ａＡをさらに備える点以外、電池排気管４６Ｂと実質的に同一である。
【００６２】
ＥＣＵ９０ＡＣはＥＧＲ弁７１Ｂが接続されていない点と、排気量調節弁４８Ａがさらに制御対象として電気的に接続されている点と、制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ９０ＡＢと実質的に同一である。ＥＣＵ９０ＡＣでは排気導入要求があった場合に制御部が排気量調節弁４８ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂの代わりに、排気量調節弁４８Ａ、４８Ｂのうち、少なくともいずれかを制御する。排気導入要求は排気量調節弁４８Ａ、４８Ｂそれぞれに対しＥＣＵ９０ＡＢの場合とは異なる条件で要求可能なように設定されていてよい。これらの点以外、制御部はＥＣＵ９０ＡＢの場合と同様に実現することができる。
【００６３】
このように構成された排気利用システム１ＡＣは排気供給装置６０Ａと排気供給装置６０Ｂとを備えることで、ＨＰＬ仕様のＥＧＲ装置とＬＰＬ仕様のＥＧＲ装置との組み合わせであるＭＰＬ（マルチプレッシャループ）仕様のＥＧＲ装置と同様にして吸気系１０Ａに燃料電池４１の排気を供給することができる。そしてこのように構成された排気利用システム１ＡＣでも、排気利用システム１Ａと同様にＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避することができる。
【００６４】
一方、排気利用システム１ＡＣはさらに例えばＥＧＲ配管７０ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａと、ＥＧＲ配管７０ＢおよびＥＧＲ弁７１Ｂとのうち、少なくともいずれか一方を備えてもよい。そしてこの場合には排気利用システム１ＡＡと同様の作用効果を得ることができる。
【００６５】
図７は第４の変形例である排気利用システム１ＡＤを示す図である。排気利用システム１ＡＤは過給機３０を備えていない点と、これに伴い吸気系１０Ａの代わりに吸気系１０Ｂを、排気系２０Ａの代わりに排気系２０Ｂを、発電装置４０Ａの代わりに発電装置４０Ｄをそれぞれ備える点と、ＥＣＵ９０ＡＡの代わりにＥＣＵ９０ＡＤを備えている点以外、排気利用システム１ＡＡと実質的に同一となっている。
【００６６】
吸気系１０Ｂはインタークーラ１２、コンプレッサ部３１、第１のバイパス通路部３４およびＡＢＶ３５を備えていない点と、これに伴い吸気管１１Ａの代わりに吸気管１１Ｂを備える点以外、吸気系１０Ａと実質的に同一となっている。排気系２０Ｂはタービン部３２、第２のバイパス通路部３６およびＷＧＶ３７を備えていない点と、これに伴い排気管２１Ａの代わりに排気管２１Ｂを備える点以外、排気系２０Ａと実質的に同一となっている。発電装置４０Ｄは空気供給配管４４Ａの代わりに空気供給配管４４Ｂを備えている点と、空気量調節弁４５を備えていない点と、コンプレッサ４００をさらに備える点以外、発電装置４０Ａと実質的に同一となっている。
【００６７】
コンプレッサ４００は空気を圧縮する。コンプレッサ４００は具体的には空気を圧縮するための動力源として電動モータ４００ａを備える電動式の圧縮機となっている。コンプレッサ４００は例えば出力の制御が可能な機械式の圧縮機であってもよい。空気供給配管４４Ｂはコンプレッサ４００と燃料電池４１とを接続し、コンプレッサ４００が圧縮した空気を燃料電池４１に供給する。
【００６８】
ＥＣＵ９０ＡＤはＡＢＶ３５、ＷＧＶ３７および空気量調節弁４５が接続されていない点と、コンプレッサ４００（具体的には電動モータ４００ａ）が制御対象としてさらに電気的に接続されている点と、センサ群５５Ａの代わりにセンサ群５５Ｂが電気的に接続されている点と、制御部が以下に示すように実現される点以外、ＥＣＵ９０ＡＡと実質的に同一となっている。センサ群５５ＢはＡＢＶ３５、ＷＧＶ３７および空気量調節弁４５の開度を検出可能な各開度センサを含まない点以外、センサ群５５Ａと実質的に同一である。
【００６９】
ＥＣＵ９０ＡＤでは燃料電池４１の出力を高めるにあたって、制御部がコンプレッサ４００の出力を増加させる。そして、コンプレッサ４００の出力増加度合いに応じて、燃料電池４１に供給する燃料を増量するように燃料供給装置４２を制御する。これらの点以外、制御部はＥＣＵ９０ＡＡと同様に実現することができる。
【００７０】
次にＦＣ出力増加のサブルーチンについて図８に示すフローチャートを用いて説明する。なお、本フローチャートは図２に示すフローチャートのステップＳ５に相当する場面において適用される。ＥＣＵ９０ＡＤはコンプレッサ４００の出力を増加させる（ステップＳ２１）。ＥＣＵ９０ＡＤは具体的には例えばコンプレッサ４００の出力を所定の度合いだけ増加させることができる。続いてＥＣＵ９０ＡＤはコンプレッサ４００の出力増加度合いに応じて、ＦＣ燃料を増量する（ステップＳ２２）。そしてこれにより、燃料電池４１の出力を増加させる。ステップＳ２２の後には本フローチャートを終了する。
【００７１】
排気利用システム１ＡＤでは内燃機関５０が自然吸気を行うところ、コンプレッサ４００が燃料電池４１に吸気を供給する。そして、このように構成された排気利用システム１ＡＤであっても、排気利用システム１ＡＡと同様の作用効果を得ることができる。一方、排気利用システム１ＡＤは例えばＥＧＲ配管７０ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａを特段備えない構成とすることもできる。そしてこの場合には排気利用システム１Ａと同様にＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生を回避することができる。
【実施例２】
【００７２】
図９は排気利用システム１Ｂの概略構成図である。排気利用システム１Ｂは発電装置４０Ｄの代わりに発電装置４０Ｅを備える点以外、排気利用システム１ＡＤと実質的に同一となっている。発電装置４０Ｅは空気供給配管４４Ｂの代わりに空気供給配管４４Ｃを備える点と、熱交換器４０１をさらに備える点と、冷却器４９Ａの代わりに冷却器４９Ａ´を備える点以外、発電装置４０Ｄと実質的に同一である。排気利用システム１Ｂはこれらに伴い排気供給装置６０Ａの代わりに排気供給装置６０Ｃを、ＥＧＲ装置７５Ａの代わりにＥＧＲ装置７５Ｃをそれぞれ備えている。排気利用システム１Ｂは排気利用システム１Ａの代わりに車両１００に搭載できる。これは後述する排気利用システム１ＢＡ、１ＢＢ、１ＢＣについても同様である。
【００７３】
空気供給配管４４Ｃは熱交換器４０１を介して燃料電池４１に空気を供給するように構成されている。熱交換器４０１は空気供給配管４４Ｃに設けられるとともに、分岐配管４６ｂＡに設けられている。分岐配管４６ｂＡにおいて、熱交換器４０１は具体的には冷却器４９Ａ´よりも上流側、且つＥＧＲ配管７０Ａが接続する部分よりも下流側の部分に設けられている。熱交換器４０１はＥＧＲ装置７５Ｃを流通する排気および燃料電池４１の排気のうち、少なくとも一方（ここでは両方）と、燃料電池４１に供給する給気である空気との間で熱交換を行うように構成されている。燃料電池４１の排気は具体的には排気供給装置６０Ｃを流通する排気となっている。
【００７４】
排気供給装置６０ＣおよびＥＧＲ装置７５Ｃは熱交換器４０１を互いに共有するかたちでさらに備える点と、冷却器４９Ａの代わりに冷却器４９Ａ´を互いに共有するかたちで備える点以外、排気供給装置６０ＡおよびＥＧＲ装置７５Ａと実質的に同一となっている。冷却器４９Ａ´は容量がより小さい点以外、冷却器４９Ａと実質的に同一である。冷却器４９Ａ´は設けられていなくてもよい。
【００７５】
次に排気利用システム１Ｂの作用効果について説明する。排気利用システム１Ｂは熱交換器４０１を備えることで、排気利用システム１ＡＤと比較してさらに燃料電池４１に供給する空気を加熱することができる。そしてこれにより、燃料電池４１の作動に要する時間を短縮することができる。また、例えば燃料電池４１の温度が低下し難くなるようにすることができる。
【００７６】
この点、排気利用システム１Ｂは例えば排気供給装置６０ＣおよびＥＧＲ装置７５Ｃの代わりに、ＥＧＲ装置７５Ｃを備える構成とした場合であってもこれらの効果を得ることができる。一方、排気利用システム１Ｂは排気供給装置６０ＣおよびＥＧＲ装置７５Ｃを備える構成でこれらの効果を得ることで、ＥＧＲを行う代わりに燃料電池４１の排気を供給可能な機会を増やすことができる。そしてこれにより、ＥＧＲを行う場合に発生し得る腐食の発生をさらに好適に抑制できる。また、このように燃料電池４１に供給する空気を加熱可能な排気利用システム１Ｂは燃料電池４１が作動温度の高いＳＯＦＣである場合に好適である。
【００７７】
次に排気利用システム１Ｂの変形例について説明する。図１０は第１の変形例である排気利用システム１ＢＡを示す図である。排気利用システム１Ｂは例えば図１０に示す排気利用システム１ＢＡのように排気供給装置６０ＣおよびＥＧＲ装置７５Ｃの代わりに排気供給装置６０ＤおよびＥＧＲ装置７５Ｄを備える構成とすることもできる。排気供給装置６０ＤおよびＥＧＲ装置７５Ｄは排気供給装置６０ＤがＥＧＲ装置７５Ｄと独立して燃料電池４１の排気を吸気系１０Ｂに供給するとともに、ＥＧＲ装置７５Ｄが排気供給装置６０Ｄと独立して排気系２０Ｂから吸気系１０Ｂに内燃機関５０の排気を還流するように構成されている。この場合でも、燃料電池４１の作動に要する時間を短縮することや、燃料電池４１の温度が低下し難くなるようにすることができる。
【００７８】
なお、排気利用システム１ＢＡのうち、排気利用システム１Ｂと異なる各構成の具体的な説明は以下の通りである。すなわち、排気供給装置６０Ｄは分岐配管４６ｂＡの代わりに分岐配管４６ｂＣを備えるとともに、排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａの代わりに排気量調節弁４８Ｃおよび冷却器４９Ｃを備える構成となっている。分岐配管４６ｂＣは燃料電池４１の排気をＥＧＲ装置７５Ｄとは独立して吸気系１０Ｂに供給する分岐配管となっている。排気量調節弁４８Ｃおよび冷却器４９Ｃは分岐配管４６ｂＣに設けられている点以外、排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａと実質的に同一であり、排気量調節弁４８Ｃは排気量調節弁４８Ａの代わりにＥＣＵ９０ＡＤに接続できる。
【００７９】
ＥＧＲ装置７５ＤはＥＧＲ配管７０Ａおよび分岐配管４６ｂＡの一部の代わりにＥＧＲ配管７０Ａ´を備える点以外、ＥＧＲ装置７５Ｃと実質的に同一となっている。この点、ＥＧＲ配管７０Ａ´は内燃機関５０の排気を排気供給装置６０Ｄとは独立して排気系２０Ｂから吸気系１０Ｂに還流するＥＧＲ配管となっている。発電装置４０Ｆは電池用排気管４６Ａの代わりに電池用排気管４６Ｄを備える点と、排気量調節弁４８Ａおよび冷却器４９Ａの代わりに排気量調節弁４８Ｃおよび冷却器４９Ｃを備える点以外、発電装置４０Ｅと実質的に同一である。電池用排気管４６Ｄは分岐配管４６ｂＡの代わりに分岐配管４６ｂＣを備える点以外、電池用排気管４６Ａと実質的に同一である。
【００８０】
図１１は第２の変形例である排気利用システム１ＢＢを示す図である。排気利用システム１Ｂは例えば図１１に示す排気利用システム１ＢＢのように排気利用システム１ＢＡに対してＥＧＲ配管７０ＡおよびＥＧＲ弁７１Ａを特段備えない構成とすることもできる。この場合でも、燃料電池４１の温度が低下し難くなるようにすることができる。なお、図１１に示すＥＣＵ９０ＡＤ´はＥＧＲ弁７１Ａが接続されない点と、これに応じて制御部がＥＧＲ弁７１Ａを特段制御することがない点以外、ＥＣＵ９０ＡＤと実質的に同一である。
【００８１】
図１２は第３の変形例である排気利用システム１ＢＣを示す図である。排気利用システム１Ｂは例えば図１２に示す排気利用システム１ＢＣのように内燃機関５０が過給機３０付きの内燃機関である場合に、コンプレッサ４００が圧縮する空気の代わりにコンプレッサ部３１が圧縮する空気を燃料電池４１に供給するとともに、熱交換器４０１を介して燃料電池４１に給気を供給するように構成することもできる。そしてこの場合にも燃料電池４１の作動に要する時間を短縮することや、燃料電池４１の温度が低下し難くなるようにすることができる。
【００８２】
またこの場合には、ＥＧＲ装置７５Ｃを流通する排気で燃料電池４１に供給する空気を加熱することから、例えばタービン部３２に流入する排気と熱交換を行う場合に発生する過給圧の低下を招くことがない点や、タービン部３２を通過した排気と熱交換を行う場合よりも大きな加熱効果を得られる点でも好適である。この点、排気利用システム１ＢＣではＥＧＲ装置７５ＣがＨＰＬ仕様のＥＧＲ装置となっていることも、大きな加熱効果が得られることに貢献している。
【００８３】
なお、図１２に示す発電装置４０Ａ´は空気供給配管４４Ａの代わりに空気供給配管４４Ａ´を備える点と、排気供給装置６０Ａの代わりに排気供給装置６０Ｃを備える点以外、発電装置４０Ａと実質的に同一である。空気供給配管４４Ａ´は熱交換器４０１を介して燃料電池４１に空気を供給するように構成されている点以外、空気供給配管４４Ａと実質的に同一である。排気利用システム１ＢＣではＥＣＵ９０ＡＤの代わりにＥＣＵ９０ＡＡを、センサ群５５Ｂの代わりにセンサ群５５Ａを設けることができる。排気利用システム１ＢＣはさらに排気利用システム１ＢＡ、１ＢＢと同じ要領で変形した構成とすることもできる。
【００８４】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明はかかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００８５】
例えば燃料電池は必ずしもＳＯＦＣに限られず、ＳＯＦＣと比較して排気の温度が低い燃料電池など適宜の燃料電池であってもよい。この場合でも排気利用システムは供給経路部とは独立した還流経路部を備えることで、供給経路部が冷却器を特段備えない場合を含め、供給経路部と還流経路部との間で冷却器を共有しない構成とすることもできる。この場合でもＥＧＲを行う頻度を低減できる分、腐食の発生を抑制することができる。
【符号の説明】
【００８６】
排気利用システム    １Ａ、１ＡＡ、１ＡＢ、１ＡＣ、１ＡＤ、１Ｂ、１ＢＡ、１ＢＢ、１ＢＣ
吸気系              １０Ａ、１０Ｂ
排気系              ２０Ａ、２０Ｂ
過給機              ３０
発電装置            ４０Ａ、４０Ａ´、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆ
燃料電池            ４１
排気供給装置        ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、６０Ｄ
ＥＧＲ装置          ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、７５Ｄ
【図１】
2013189880.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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